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《探析高溫帶壓下pta相關(guān)體系密度和汽液相平衡的測定及研究》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、Y1531670天津人學(xué)『尊+學(xué)位論文高溫帶壓下PTA相關(guān)體系密度和汽液相平衡的測定及研究Measurementandstudyonthedensityandvapor-liquidequilibriumformixturesrelatedPTAprocessatelevatedtemperatureandpressure一級學(xué)科:化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科專業(yè):化學(xué)工藝研究生:楊天宇指導(dǎo)教師:馬沛生教授天津大學(xué)化工學(xué)院2008年1月摘要密度數(shù)據(jù)和汽液相平衡數(shù)據(jù)是液體流動、傳熱和傳質(zhì)過程研究和工程計算中不可缺少的數(shù)據(jù),也是PTA生產(chǎn)過
2、程中所必需的數(shù)據(jù)。本論文是中國石化總公司委托項(xiàng)目的一部分,涉及的內(nèi)容主要是PTA生產(chǎn)過程中相關(guān)物系的密度和汽液相平衡數(shù)據(jù)測定與研究。PTA的生產(chǎn)是在加壓條件下進(jìn)行的,與常壓相比,高溫加壓下的物性數(shù)據(jù)的測定要困難得多,且高溫加壓下的物性數(shù)據(jù)的相關(guān)文獻(xiàn)報道也很少。另外,在PTA相關(guān)體系中,醋酸作為溶劑是生產(chǎn)過程中一個重要的組分,醋酸的強(qiáng)腐蝕性是實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計和選型的一大難題。為此,本論文自行研制了一種可用于測量高溫帶壓條件下液體密度的壓力計式密度計并驗(yàn)證了該裝置的可靠性。該裝置主體為厚壁毛細(xì)玻璃管,可耐醋酸腐蝕并可承受最高10.0
3、MPa的壓力和573.15K的工作溫度。用此密度儀測定了對二甲苯一醋酸、間二甲苯一醋酸和鄰二甲苯一醋酸三個二元體系的液體密度(溫度范圍313.15K~473.15K,壓力范圍0.20"-"2.0MPa)。用實(shí)驗(yàn)所得密度數(shù)據(jù)計算出了該體系的超額摩爾體積礦,用Redlich.Kister方程分別對薩進(jìn)行了回歸。本論文還自行設(shè)計了一套流動法測定高溫高壓汽液相平衡裝置并驗(yàn)證了該裝置的可靠性。該裝置主體為耐醋酸腐蝕的鈦材,設(shè)計壓力為10.0MPa,設(shè)計溫度為573.15K。采用該裝置測定了對二甲苯一醋酸、間二甲苯一醋酸和鄰二甲苯一醋酸三
4、個二元體系的汽液相平衡數(shù)據(jù)(溫度范圍433.15K--一473.15K)。為PTA的工程設(shè)計提供了充足可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。分別選用CPA狀態(tài)方程、HBT模型和ISH2模型對實(shí)驗(yàn)條件范圍內(nèi)二甲苯-醋酸體系的密度數(shù)據(jù)進(jìn)行了計算或估算。對HBT模型和ISH2模型進(jìn)行了修正,使用修正后的模型對實(shí)驗(yàn)條件范圍內(nèi)二甲苯.醋酸體系的密度數(shù)據(jù)進(jìn)行了估算,結(jié)果表明,修正后的m.HBT模型和m.ISH2模型的估算精度均好于原有模型,其中m.HBT模型估算精度提高明顯。采用Wilson和NRTL活度系數(shù)模型方程對二甲苯.醋酸體系的汽液平衡實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了關(guān)
5、聯(lián)計算,得到了各個體系的模型參數(shù)。由關(guān)聯(lián)結(jié)果可以看出,對于二甲苯.醋酸體系,Wilson模型方程和NRTL模型方程都能得到很好的關(guān)聯(lián)結(jié)果,且兩模型的關(guān)聯(lián)精度相當(dāng)。利用本論文實(shí)驗(yàn)所得二甲苯.醋酸體系的汽液平衡數(shù)據(jù)回歸了A—UNIFAC締合模型的ACCH2基團(tuán)與CH2基團(tuán)的交互作用參數(shù)以及ACCH2基團(tuán)與COOH基團(tuán)的交互作用參數(shù)。在A.UNIFAC締合模型的基礎(chǔ)上,提出了mA.UNIFAC締合模型,根據(jù)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)回歸了mA.UNIFAC模型所需的模型參數(shù)。分別使用A—UNIFAC模型和mA.UNIFAC模型對實(shí)驗(yàn)所得VLE數(shù)據(jù)進(jìn)行
6、了計算或估算,結(jié)果表明本論文提出的mA.UNIFAC法的計算精度與A.UNIFAC締合模型計算精度相當(dāng),在對汽相組成的預(yù)測上mA.UNIFAC模型好于A—UNIFAC模型。關(guān)鍵詞:對二甲苯間二甲苯鄰二甲苯醋酸液體密度超額摩爾體積帶壓汽液平衡ABSTRACTLiquiddensitiesandvapor-liquidphaseequilibriumdataofpurecompoundandtheirmixturesareneededforthedesignofchemicalprocessesinvolvingheatandma
7、sstransfersorfluidmechanics,andareindispensableforPTAprocess.ThisthesisispartiallysupportedbyChinesePetroleumChemicalEngineeringCompany·Itincludesthemeasurementandresearchofdensityandvapor-liquidphaseequilibriumdatarelatedtotheproductionofPTA.PTAiSmanufacturedunderp
8、ressurecondition.Comparingtotheatmosphericpressure,itismoredifficulttomeasurethephysicalpropertiesathightemperatureandpressure.Thedatathat